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编址 路由 拥塞控制 异种网络互连
网络层地址
网络地址 IP 地址 10. 主机地址 8.2.48
IPX 地址
网络地址
1aceb0b1.
主机地址 0000.0c00.6e25

• 网络层地址通常由两部分组成
– 网络地址 – 主机地址
• 网络层地址是全局唯一的
路由协议与可路由协议
• 可路由协议（routed protocol）定义数据包内各个字 段的格式和用途，对数据进行网络层封装 • 路由协议（routing protocol）在路由器之间传递信息， 计算路由并形成路由表，为可路由协议选择路径
IP网络
1.1.1.1 RIP
可路由协议：IP
路由协议： RIP、OSPF、BGP
BGP
1.1.2.1
OSPF
2.1.1.1
IP网络
面向连接和无连接的服务
• 面向连接的服务
– 通信之前先建立连接，通信完成后断开 连接 – 有序传递 – 应答确认 – 差错重传 – 适合于对可靠性要求高的应用
• 无连接的服务
第3 层头
Data
数据链路层
Data
第2层 头
Data
物理层
Data
二进制的数据流
物理层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
• 物理层：定义电压、接口、线 缆标准、传输距离等 • 物理层介质：
– 同轴电缆（coaxial cable）：细缆和 粗缆 – 双绞线（twisted pair）：UTP、STP – 光纤（fiber）：单模、多模 – 无线（wireless）：红外线、蓝牙 Blue Tooth、WLAN技术
第5 层头 第5 层头 第5 层头 第5 层头 第5 层头
第6 层头 第6 层头 第6 层头 第6 层头 第6 层头
Data
第5 层头 第5 层头
传输层
Data
第4 层头
Data
网络层
Data
第2层 头
第1层 头
第7 层头
第7 层头
第6层 头
第6层 头
第5 层头
第5 层头
第4 层头
第4 层头
第3 层头
应用层 表示层 会话层
会话层
传输层 网络层 数据链路层 物理层
传输层
网络层 数据链路层 物理层
HostA
HostB
• 每一层都使用自己的协议 • 每一层都利用下层提供的服务与对等层通信
数据封装与解封装
第7层 头
+ + + + + + +
Data
应用层
第7层 头
Data
第6层 头
第5层 头 第4层 头 第3层 头
会话层、表示层和应用层
• 应用层协议：
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
– 为应用程序进程（比如文字处理、邮件、 电子表格）提供网络服务 – SQL、NFS、RPC等
• 表示层协议：
– 定义数据格式与结构 – 协商上层数据格式 – ASCII、MPEG、JPEG等
• 会话层协议：
典型物理层标准和设备
• 物理层介质
– 双绞线、同轴电缆、光纤、无线电信号等
• 局域网物理层
– 常见标准：10Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、 1000Base-SX/LX – 常见设备：中继器、集线器
• 广域网物理层
– 常见标准：RS-232、V.24、V.35 – 常见设备：Modem
– 主机间通信 – 建立、维护、终结应用程序之间的会话 – 文字处理、邮件、电子表格等
目录
OSI参考模型 TCP/IP模型
TCP/IP模型的层次结构
OSI参考模型
7 6 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 传输层 网络层 应用层 4
TCP/IP模型
5
4 3
3
2
2
1
网络接口层
4 3 应用层 传输层
• 负责处理与传输 介质相关的细节
– 物理线路和接口 – 链路层通信
2
1
网络层
网络接口层
• 主要协议
– 以太网/FDDI/令牌 环 – SLIP/HDLC/PPP – X.25/帧中继/ATM
本章总结
OSI参考模型和TCP/IP的出现，为清晰地理解互
联网络、开发网络产品和网络设计等带来了极大
物理层
数据链路层
物理层 RTC
数据链路层
物理层 HostB
RTA
RTB
传输层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
• 传输层功能：
– 分段上层数据 – 建立端到端连接 – 透明、可靠传输 – 流量控制
• 传输层协议：
– 主要有TCP/IP协议族的 TCP协议和UDP协议，以 及IPX/SPX协议组的SPX 协议等。
物理层
1
网络层
• 负责将数据包送达 正确的目的
– 数据包的路由 – 路由的维护
TCP/IP模型
4 3 应用层 传输层
2
1
网络层
网络接口层
• 主要协议
– IP – ICMP – IGMP
传输层
TCP/IP模型
4 3 应用层 传输层
• 负责提供端到端通 信
– 数据完整性校验 – 差错重传 – 数据的重新排序
OSI参考模型与TCP/IP模型
ISSUE 1.0
引入
伴随着计算机网络的飞跃发展，各大厂商根据自己的 协议生产出了不同的硬件和软件
为了实现网络设备间的互相通讯，ISO和IEEE相继提
出了OSI参考模型及其TCP/IP模型。
课程目标
学习完本课程，您应该能够：
了解OSI参考模型和TCP/IP模型的产
数据链路层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
• 数据链路层的功能：
– – – – – – – 编帧和识别帧 数据链路的建立、维持和释放 传输资源控制 流量控制 差错验证 寻址 标识上层数据
• 局域网数据链路层分为LLC 子层和MAC子层
典型数据链路层标准
• 局域网数据链路层标准
2
1
网络层
网络接口层
• 主要协议
– TCP – UDP
应用层
TCP/IP模型
4 3 应用层 传输层
• 负责处理特定的应 用程序细节
– 远程访问 – 资源共享
• 主要协议
– Telnet – FTP/TFTP – SMTP/POP3 – SNMP/HTTP
2
1
网络层
网络接口层
网络接口层
TCP/IP模型
– 尽力而为的服务 – 无需建立连接 – 无序列号机制，无确认机制，无重传机 制
网络层协议操作
RTD HostA RTA RTC RTE HostB
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 HostA 网络层 网络层 网络层 RTB
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
数据链路层
OSI参考模型层次结构
提供应用程序间通信 处理数据格式、数据加密等 建立、维护和管理会话 建立主机端到端连接 寻址和路由选择 提供介质访问、链路管理等 7 6 5 4
应用层
表示层
会话层
传输层 网络层 数据链路层 物理层
3
2
比特流传输
1
对等通信
应用层 表示层
APDU PPDU SPDU Segment（段） Packet（包） Frame（帧） Bit（比特）
生背景
理解OSI参考模型和TCP/IP模型的层
次结构及相关概念
理解OSI参考模型和TCP/IP模型各层 的功能
目录
OSI参考模型 TCP/IP模型
OSI参考模型
• OSI参考模型定义了网络中设备所遵守 的层次结构 • 分层结构的优点：
– 开放的标准化接口 – 多厂商兼容性 – 易于理解、学习和更新协议标准 – 实现模块化工程，降低了开发实现的复杂 度 – 便于故障排除
第7 层头
第7 层头 第7 层头 第7 层头
Data 第6层 头 第6层 头 第6层 头
表示层
第6 层头
第7层 头
第7层 头 第7层 头 第7层 头 第7层 头 第7层 头
Data
Data
封装
Data
会话层
解封装
第4 层头 第3层 头 第2 层头 第1 层头 第2 层头 第3层 头 第3层 头 第4 层头 第4 层头 第4 层头
– – – – – IEEE802.1 IEEE802.2 IEEE802.3 IEEE802.4 IEEE802.5 基本局域网问题 定义LLC子层 以太网标准 令牌总线网 令牌环网
• 广域网数据链路层标准
– HDLC – PPP – Frame Relay
网络层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
的方便，推动了计算机网络的飞速发展 OSI参考模型分为七层结构，而TCP/IP模型分为 四层结构